دراسة صب الشاحن التوربيني من ألومينيدات التيتانيوم

إنه استخدام واسع النطاق لسبائك التيتانيوم في مجالات الإنتاج الصناعي نظرًا لنسبة وزنها العالية الفريدة ومقاومتها للكسر ومقاومتها الفائقة للتآكل. يفضل عدد متزايد من الشركات استخدام سبائك التيتانيوم TC11 بدلاً من TC4 في تصنيع الدفاعات والشفرات، وذلك بسبب خاصية مقاومة الاحتراق الأفضل والقدرة على العمل في درجات حرارة عالية لفترة طويلة. تعتبر سبائك التيتانيوم من المواد الكلاسيكية التي يصعب تصنيعها بسبب قوتها العالية المتأصلة والتي يتم الحفاظ عليها عند درجة حرارة مرتفعة وموصلية حرارية منخفضة مما يؤدي إلى ارتفاع درجات حرارة القطع. بالنسبة لبعض مكونات محركات الطائرات، مثل الدفاعات، التي لها أسطح ملتوية، من الصعب تلبية متطلبات جودة السطح الأعلى والأعلى بمجرد استخدام عملية الطحن.

في محرك الاحتراق الداخلي للسيارات، ساهم الشاحن التوربيني الدوار في زيادة كل من كفاءة الطاقة وتقليل الوقود، لأن غاز العادم يعزز كفاءة السحب دون استهلاك إضافي للوقود. ومع ذلك، فإن دوار الشاحن التوربيني به عيب قاتل يسمى "التأخر التوربيني" والذي يؤخر التشغيل المستقر للشاحن التوربيني عند أقل من 2000 دورة في الدقيقة. يمكن لألومينيدات التيتانيوم تقليل وزن الشاحن التوربيني التقليدي إلى النصف. علاوة على ذلك، تتميز سبائك TiAl بمزيج من الكثافة المنخفضة والقوة المحددة العالية والخصائص الميكانيكية الممتازة والمقاومة للحرارة. وبناء على ذلك، يمكن لسبائك TiAl القضاء على مشكلة التأخر التوربيني. حتى الآن، لتصنيع الشاحن التوربيني، تم دمج تعدين المساحيق وعملية الصب. ومع ذلك، من الصعب تطبيق عملية تعدين المساحيق في تصنيع الشاحن التوربيني، وذلك بسبب ضعف صلابته وقابلية اللحام.

من وجهة نظر العملية الفعالة من حيث التكلفة، يمكن اعتبار صب الاستثمار بمثابة تكنولوجيا اقتصادية ذات شكل شبكي لسبائك TiAl. ومع ذلك، فإن الشاحن التوربيني يحتوي على كل من الانحناء وأجزاء الجدار الرقيقة، ولا توجد معلومات مناسبة مثل قابلية الصب والسيولة مع درجة حرارة القالب، ودرجة حرارة الذوبان وقوة الطرد المركزي. توفر نمذجة الصب طريقة قوية وفعالة من حيث التكلفة لدراسة فعالية معلمات الصب المختلفة.

مرجع

لوريا إي. ألومينيدات جاما تيتانيوم كمواد هيكلية محتملة. انترميتاليكس 200؛8:1339e45.